Question

【题目】已知铁离子，氯气、溴均为常见的氧化剂，某化学兴趣小组设计了如下实验探究其强弱：

（1）①装置A中发生反应的离子方程式是_________________。

②整套实验装置存在一处明显的不足，请指出________。

（2）用改正后的装置进行实验，实验过程如下：

实验操作	实验现象	结论
打开活塞a，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸；然后_______________。（填具体实验操作）	D装置中：溶液变红 E装置中：水层溶液变黄， 振荡后，下层CCl4层无明显变化。一段时间后______。（填实验现象）	Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为：Cl2＞Br2＞Fe3+

（3）因忙于观察和记录，没有及时停止反应，D、E中均发生了新的变化。

D装置中：红色慢慢褪去。

E装置中：CCl4层颜色逐渐加深，直至变成红色。

为探究上述实验现象的本质，小组同学查得资料如下：

ⅰ．Fe3+ +3SCN-Fe(SCN)3是一个可逆反应。

ⅱ．(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性：Cl2 ＞ (SCN)2。

①请用平衡移动原理（结合上述资料）解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因____。现设计简单实验证明上述解释：取少量褪色后的溶液，滴加________溶液，若溶液颜色______________。则上述解释是合理的。

小组同学另查得资料如下：

ⅲ．Cl2和Br2反应生成BrCl，BrCl呈红色（略带黄色），沸点约5℃，它与水能发生水解反应，且该反应为非氧化还原反应。

ⅳ．AgClO、AgBrO均可溶于水。

②欲探究E中颜色变化的原因，设计实验如下：

用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馏、收集红色物质，取少量，加入AgNO3溶液，结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合上述资料用两步离子方程式解释仅产生白色沉淀原因___________、___________。

Answer 1

【答案】MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 缺少尾气处理装置 关闭活塞a，点燃酒精灯 CCl4层由无色变为橙色 过量氯气和SCN–反应2SCN-+Cl2=2Cl-+(SCN)2，使SCN-浓度减小，则Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 平衡逆向移动而褪色 KSCN溶液（或FeCl3溶液） 变红色（不变红） BrCl + H2O=HBrO + H++Cl- Ag++Cl-=AgCl↓

【解析】

（1）①装置A中MnO2与浓盐酸共热制取Cl2，发生反应的离子方程式是MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。

②氯气有毒，会污染大气，整套实验装置存在的明显不足是没有进行尾气处理。

（2）打开活塞a，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸；然后关闭活塞a，点燃酒精灯使MnO2与浓盐酸反应制取氯气。根据实验结论，Cl2通入FeBr2溶液中Cl2先与Fe2+反应，一段时间后Cl2与Br-发生反应Cl2+2Br-=Br2+2Cl-，因Br2易溶解于有机溶剂，故E装置中通入Cl2后可观察到水层溶液变黄，振荡后，下层CCl4层无明显变化。一段时间后CCl4层由无色变为橙色。

（3）①根据资料i，D装置中溶液变红的原因是：Cl2将Fe2+氧化成Fe3+，Fe3+与SCN-发生可逆反应Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，结合资料ii，Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因是：过量氯气和SCN-反应2SCN-+Cl2=2Cl-+(SCN)2，使SCN-浓度减小，则Fe3++3SCN-Fe(SCN)3平衡逆向移动而褪色；要证明上述解释合理只要证明溶液中存在Fe3+就可以了，因此取少量褪色后的溶液，滴加过量的KSCN溶液，溶液重新变红色就可证明。

②根据资料iii，用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馏、收集红色物质，红色物质为BrCl，它与水能发生水解反应，且该反应为非氧化还原反应，红色物质中加入AgNO3溶液，结果观察到仅有白色沉淀产生，结合资料iv，上述过程仅产生白色沉淀的原因是：BrCl + H2O=HBrO + H++Cl- 、Ag++Cl-=AgCl↓。